Name: applying the ratwalker system for gait analysis in a genetic rat model of parkinson's disease
Uploaded: 2021-01-18T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Applying the RatWalker System for Gait Analysis in a Genetic Rat Model of Parkinson's Disease at JoVE.com

KS og HF takker Michael J Fox Foundation for Parkinsons Research for støtte til deres arbejde med Parkinsons sygdom.

Alle dyreforsøg blev godkendt af University of Nebraska Medical Center Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC).
1. Gangart apparat
BEMÆRK: Modelleret fra MouseWalker14 blev RatWalker designet med dimensioner i forhold til forskellen i trinlængde mellem rotter og mus. Den består af baggrundsbelysning i siden, gangbro, optisk bølgeledergangbro, spejl og kamera (figur S1). LED-strimler, orienteret i forskudt posit...

<ol>
	<li>Behari, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parkinson's+disease.">Parkinson's disease.</a> Annals of Indian Academy of Neurology. 14, 2-6 (2011).</li><li>Kalia, L. V., Lang, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parkinson's+disease.">Parkinson's disease.</a> Lancet. 386 (9996), 896-912 (2015).</li><li>Fahn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Description+of+Parkinson's+disease+as+a+clinical+syndrome.">Description of Parkinson's disease as a clinical syndrome.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 991, 1-14 (2003).</li><li>Frenkel-Toledo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+gait+speed+on+gait+rhythmicity+in+Parkinson's+disease:+variability+of+stride+time+and+swing+time+respond+differently.">Effect of gait speed on gait rhythmicity in Parkinson's disease: variability of stride time and swing time respond differently.</a> Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 2, 23 (2005).</li><li>Shulman, J. M., De Jager, P. L., Feany, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parkinson's+disease:+genetics+and+pathogenesis.">Parkinson's disease: genetics and pathogenesis.</a> Annual Review of Pathology. 6, 193-222 (2011).</li><li>Klemann, C., Martens, G. J. M., Poelmans, G., Visser, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validity+of+the+MPTP-Treated+Mouse+as+a+Model+for+Parkinson's+Disease.">Validity of the MPTP-Treated Mouse as a Model for Parkinson's Disease.</a> Molecular Neurobiology. 53 (3), 1625-1636 (2016).</li><li>Ungerstedt, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Striatal+dopamine+release+after+amphetamine+or+nerve+degeneration+revealed+by+rotational+behaviour.">Striatal dopamine release after amphetamine or nerve degeneration revealed by rotational behaviour.</a> Acta Physiologica Scandinavian Supplementum. 367, 49-68 (1971).</li><li>Beal, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+models+of+Parkinson's+disease.">Experimental models of Parkinson's disease.</a> Nature Reviews Neuroscience. 2 (5), 325-334 (2001).</li><li>Betarbet, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+systemic+pesticide+exposure+reproduces+features+of+Parkinson's+disease.">Chronic systemic pesticide exposure reproduces features of Parkinson's disease.</a> Nature Neuroscience. 3 (12), 1301-1306 (2000).</li><li>Cannon, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+highly+reproducible+rotenone+model+of+Parkinson's+disease.">A highly reproducible rotenone model of Parkinson's disease.</a> Neurobiology of Disease. 34 (2), 279-290 (2009).</li><li>Quary, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Major+strain+differences+in+response+to+chronic+systemic+administration+of+the+mitochondrial+toxin+3-nitropropionic+acid+in+rats:+implications+for+neuroprotection+studies.">Major strain differences in response to chronic systemic administration of the mitochondrial toxin 3-nitropropionic acid in rats: implications for neuroprotection studies.</a> Neuroscience. 97 (3), 521-530 (2000).</li><li>Cicchetti, F., Drouin-Ouellet, J., Gross, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+toxins+and+Parkinson's+disease:+what+have+we+learned+from+pesticide-induced+animal+models.">Environmental toxins and Parkinson's disease: what have we learned from pesticide-induced animal models.</a> Trends in Pharmacological Sciences. 30 (9), 475-483 (2009).</li><li>Greenamyre, J. T., Cannon, J. R., Drolet, R., Mastroberardino, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lessons+from+the+rotenone+model+of+Parkinson's+disease.">Lessons from the rotenone model of Parkinson's disease.</a> Trends in Pharmacological Sciences. 31 (4), 142-143 (2010).</li><li>Mendes, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+gait+parameters+in+freely+walking+rodents.">Quantification of gait parameters in freely walking rodents.</a> BMC Biology. 13, 50 (2015).</li><li>Hamers, F. P., Lankhorst, A. J., van Laar, T. J., Veldhuis, W. B., Gispen, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+quantitative+gait+analysis+during+overground+locomotion+in+the+rat:+its+application+to+spinal+cord+contusion+and+transection+injuries.">Automated quantitative gait analysis during overground locomotion in the rat: its application to spinal cord contusion and transection injuries.</a> Journal of Neurotrauma. 18 (2), 187-201 (2001).</li><li>Hamers, F. P., Koopmans, G. C., Joosten, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CatWalk-assisted+gait+analysis+in+the+assessment+of+spinal+cord+injury.">CatWalk-assisted gait analysis in the assessment of spinal cord injury.</a> Journal of Neurotrauma. 23 (3-4), 537-548 (2006).</li><li>Pickrell, A. M., Youle, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+roles+of+PINK1,+parkin,+and+mitochondrial+fidelity+in+Parkinson's+disease.">The roles of PINK1, parkin, and mitochondrial fidelity in Parkinson's disease.</a> Neuron. 85 (2), 257-273 (2015).</li><li>Dawson, T. M., Ko, H. S., Dawson, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+animal+models+of+Parkinson's+disease.">Genetic animal models of Parkinson's disease.</a> Neuron. 66 (5), 646-661 (2010).</li><li>Gispert, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parkinson+phenotype+in+aged+PINK1-deficient+mice+is+accompanied+by+progressive+mitochondrial+dysfunction+in+absence+of+neurodegeneration.">Parkinson phenotype in aged PINK1-deficient mice is accompanied by progressive mitochondrial dysfunction in absence of neurodegeneration.</a> PLoS One. 4 (6), 5777 (2009).</li><li>Goldberg, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parkin-deficient+mice+exhibit+nigrostriatal+deficits+but+not+loss+of+dopaminergic+neurons.">Parkin-deficient mice exhibit nigrostriatal deficits but not loss of dopaminergic neurons.</a> Journal of Biological Chemistry. 278 (44), 43628-43635 (2003).</li><li>Kitada, T., Tong, Y., Gautier, C. A., Shen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absence+of+nigral+degeneration+in+aged+parkin/DJ-1/PINK1+triple+knockout+mice.">Absence of nigral degeneration in aged parkin/DJ-1/PINK1 triple knockout mice.</a> Journal of Neurochemistry. 111 (3), 696-702 (2009).</li><li>Dave, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotypic+characterization+of+recessive+gene+knockout+rat+models+of+Parkinson's+disease.">Phenotypic characterization of recessive gene knockout rat models of Parkinson's disease.</a> Neurobiology of Disease. 70, 190-203 (2014).</li><li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiji:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li><li>Hruska, R. E., Kennedy, S., Silbergeld, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+aspects+of+normal+locomotion+in+rats.">Quantitative aspects of normal locomotion in rats.</a> Life Sciences. 25 (2), 171-179 (1979).</li><li>de Medinaceli, L., Freed, W. J., Wyatt, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+index+of+the+functional+condition+of+rat+sciatic+nerve+based+on+measurements+made+from+walking+tracks.">An index of the functional condition of rat sciatic nerve based on measurements made from walking tracks.</a> Experimental Neurology. 77 (3), 634-643 (1982).</li><li>Kunkel-Bagden, E., Dai, H. N., Bregman, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+to+assess+the+development+and+recovery+of+locomotor+function+after+spinal+cord+injury+in+rats.">Methods to assess the development and recovery of locomotor function after spinal cord injury in rats.</a> Experimental Neurology. 119 (2), 153-164 (1993).</li><li>Jacobs, B. Y., Kloefkorn, H. E., Allen, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+Analysis+Methods+for+Rodent+Models+of+Osteoarthritis.">Gait Analysis Methods for Rodent Models of Osteoarthritis.</a> Current Pain and Headache Reports. 18 (10), 456 (2014).</li><li>Boix, J., von Hieber, D., Connor, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+Analysis+for+Early+Detection+of+Motor+Symptoms+in+the+6-OHDA+Rat+Model+of+Parkinson's+Disease.">Gait Analysis for Early Detection of Motor Symptoms in the 6-OHDA Rat Model of Parkinson's Disease.</a> Frontiers in Behavioral Neuroscience. 12, 39 (2018).</li><li>Zhou, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+analysis+in+three+different+6-hydroxydopamine+rat+models+of+Parkinson's+disease.">Gait analysis in three different 6-hydroxydopamine rat models of Parkinson's disease.</a> Neuroscience Letters. 584, 184-189 (2015).</li><li>Vandeputte, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+quantitative+gait+analysis+in+animal+models+of+movement+disorders.">Automated quantitative gait analysis in animal models of movement disorders.</a> BMC Neuroscience. 11, 92 (2010).</li><li>Chuang, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+evaluation+of+motor+function+before+and+after+engraftment+of+dopaminergic+neurons+in+a+rat+model+of+Parkinson's+disease.">Quantitative evaluation of motor function before and after engraftment of dopaminergic neurons in a rat model of Parkinson's disease.</a> Journal of Biomedical Science. 17, 9 (2010).</li><li>Baldwin, H. A., Koivula, P. P., Necarsulmer, J. C., Whitaker, K. W., Harvey, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Step+Sequence+Is+a+Critical+Gait+Parameter+of+Unilateral+6-OHDA+Parkinson's+Rat+Models.">Step Sequence Is a Critical Gait Parameter of Unilateral 6-OHDA Parkinson's Rat Models.</a> Cell Transplantation. 26 (4), 659-667 (2017).</li></ol>

Gangforstyrrelser, herunder nedsat armsving, langsommere ganghastighed og kortere skridt, er et definerende træk ved PD og forekommer tidligt i sygdomsforløb 1,5. Flere metoder er blevet udviklet gennem årene til at observere og registrere fodfald til ganganalyse i gnavermodeller af PD, med manuelle teknikker til kvantificering af fodfaldsposition, hvilket fører til automatiserede tilgange, der er mere følsomme og i stand til at fange dynamiske parametre. No...

PD, den mest almindelige aldersrelaterede neurodegenerative bevægelsesforstyrrelse, er forårsaget af tabet af DA-neuroner i substantia nigra pars compacta. Dette tab af nigrale DA-neuroner og DA-input i striatum fører til de observerede motoriske funktionsnedsættelser, der ses hos patienter med PD 1,2. De definerende motoriske egenskaber hos patienter med PD, kendt kollektivt som Parkinsonisme, omfatter stivhed, hvilende tremor, bradykinesi, postural ustabilitet og mikrografi3. Desuden forekommer gangforstyrrelser, som er almindelige hos PD-patienter, tidligt i sygdomsforløbet 1,4,5. Mens visse livsstile foreslås at hjælpe med at bremse udviklingen af PD, såsom sund kost og regelmæssig motion, er der i øjeblikket ingen kur mod PD, kun medicin til at håndtere symptomerne. Dette giver plads til behovet for yderligere undersøgelser i håb om forbedret terapi. Karakterisering af gangmønsteret i PD-dyremodeller er således et afgørende redskab til at karakterisere modellens relevans, samt hvordan terapeutiske behandlinger rettet mod at kontrollere PD forebygger eller forbedrer motoriske svækkelser.
Der er forskellige PD-dyremodeller, der er blevet brugt til at teste terapeutiske behandlinger, men hver enkelt har deres begrænsninger. For eksempel har dyremodeller behandlet med neurotoksinet 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP) givet et stort væld af oplysninger om processer, der er vigtige for nigral DA-neurontab og efterfølgende striatale tilpasninger og peget på mitokondriernes rolle i PD-patogenese; MPTP-modellens patogenetiske baggrund er imidlertid af toksisk karakter snarere end en neurodegenerativ proces som i human PD6. Yderligere kemisk inducerbare modeller omfatter 6-hydroxydopamin (6-OHDA) og rotenon. 6-OHDA var det første middel, der blev brugt til at inducere PD ved selektiv akkumulering af lægemidlet i DA-neuronerne, som til sidst dræber neuronerne og fører til PD-lignende symptomer. Denne model blev først brugt til sporing af DA-udtømning ved at undersøge adfærd som reaktion på amfetamin og apomorphin7. Denne metode til PD-induktion har vist sig at være nyttig til screening af farmakologiske midler, der påvirker DA og dets receptorer8. Mens 6-OHDA-modellen er en fantastisk model til sporing af kvantificerbare motorunderskud, viser denne model ikke, hvordan det gradvise tab af neuroner og dannelse af Lewy-kroppe påvirker dyret. Den anden induktionsmetode, rotenon, har vist sig at have progressiv degeneration af nigrostriatale neuroner med tab af tyrosinhydroxylase og DA-transportør, hvilket giver mulighed for en bedre model til at spore tab af neuroner over tid9. De rotenonbehandlede rotter viste bradykinesi, postural ustabilitet og ustabil gang10. Denne metode har imidlertid vist sig at være meget variabel mellem forskellige stammer af rotter, hvilket har fremkaldt spørgsmålstegn ved, om rotenon er en pålidelig PD-model11,12,13. Mens ganganalyse har vist sig at være påvirket af induktion af PD hos rotter, er genetisk inducerede PD-rottemodeller hidtil ikke let blevet brugt til ganganalyse ved frit at gå ned ad en landingsbane.
En måde at analysere motorisk svækkelse hos frit gående gnavere er kinematisk ganganalyse, som kan udføres ved hjælp af FTIR-billeddannelse. Denne etablerede metode bruger en optisk berøringssensor baseret på FTIR, som registrerer og sporer gnavernes fodspor, når de bevæger sig ned ad landingsbanen14,15,16. Sammenlignet med andre metoder afhænger FTIR ikke af nogen markører på dyrets krop, der kan forstyrre poteaftrykkene. Generering af videodataene producerer digitale poteaftryk af alle fire lemmer, der kan kombineres for at skabe et dynamisk og reproducerbart gangmønster for forskellige gnavermodeller. Princippet for billeddannelsesbaseret ganganalyse er at tage hver enkelt pote og måle kontaktområdet over tid, når gnaveren går ned ad landingsbanen. Hver holdning er repræsenteret af en stigning i poteområdet (i bremsefasen) og et fald i poteområdet (i fremdriftsfasen). Dette fortsættes af svingfasen, hvilket er, når der ikke registreres noget potesignal. Efter evaluering af videoen genereres flere parametre, der kan bruges til at sammenligne wild-type (WT) versus PD-model. Nogle eksempler på parametrene er trinlængde (afstand poten dækker i et trin), svingvarighed (varighed poten ikke er i kontakt med landingsbanen), svinghastighed (trinlængde som funktion af svingvarighed) og trinmønster (diagonale trin, laterale trin eller bæltetrin).
For at demonstrere nytten af FTIR til at afdække tidlige gangmønsterændringer hos rotter brugte vi en genetisk rottemodel af PD. Mens de fleste tilfælde af PD er idiopatiske; identifikation af arvelige former for PD afdækkede genmutationer og varianter, såsom tab af funktionsmutationer i Pink1 og Parkin, to proteiner involveret i mitokondriel kvalitetskontrol17, der kunne udnyttes til at skabe dyremodeller18. Desværre er mus resistente over for neurodegeneration ved tab af disse proteiner (enkelt og kombineret)19,20,21. Hos rotter fører Pink1, men ikke Parkin-mangel, til nigral DA-neurontab og motoriske svækkelser22, men uden fuldstændig penetrans. Derfor genererede vi en kombineret Pink1/Parkin double knockout (DKO) rottemodel, som viser den åbenlyse visuelt tilsyneladende fænotype for bagbenstræk, der er rapporteret hos hanrotterpå Pink1 KO 22, men nu med en højere hastighed: 100% versus 30-50% af hannerne mellem 4-6 måneder.
Mens denne metode fungerer godt til analyse af motoriske underskud hos mus14, var FTIR-billeddannelsesgangsystemspecifikationer for at imødekomme rotternes størrelse og vægt tidligere ikke tilgængelige ikke-kommercielt. Her forklarer vi, hvordan man bygger RatWalker, et modificeret FTIR-gangbilleddannelsessystem modelleret efter MouseWalker14, undtagen tilpasset rotternes størrelse og vægt. Dette system bruger en optisk effekt, FTIR, til at tilvejebringe en metode til at visualisere og efterfølgende registrere dyrefodspor til analyse. Kontakt af et dyrs fod med den optiske bølgeleder (platform) forårsager forstyrrelse i lysbanen, hvilket resulterer i en synlig spredningseffekt, som fanges ved hjælp af husholdningskvalitet, højhastighedsvideografi og behandling ved hjælp af open source-software. Denne undersøgelse demonstrerer kraften i FTIR-billeddannelse i at studere gangændringer i genetiske rottemodeller af PD. For eksempel, mens åbenlyse visuelt synlige motoriske ændringer (dvs. bagbenstræk) observeres hos mandlige DKO-rotter tidligst 4 måneder, er vi ved hjælp af FTIR i stand til at afdække gateabnormiteter hos han-DKO-rotter ved 2 måneders alderen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aluminum</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5&#8221; Aluminum Angle (1/8&#8221; - 6063)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dimensions: 8&#39; 
			Qty: 8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1&#8221; Aluminum Square Tube (1/16&#8221; - 6063)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dimensions: 8&#39; 
			Qty: 4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>32 Gauge Aluminum Sheet</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dimensions: 10&#39; 
			Qty: 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1&#8221; Aluminum Tube (1/8&#8221; - 6063)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dimensions: 8&#39; 
			Qty: 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7/32&#8221; Clear Acrylic Sheet</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dimensions: 4&#39;x8&#39; 
			Qty: 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#8221; White Acrylic Sheet 55% (2447)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dimensions: 4&#39;x8&#39; 
			Qty: 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7/32&#8221; Glass Mirror</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dimensions: 60&#34;x12&#34; 
			Qty: 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5050 LED Tape Light (Green)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dimensions: 16.4&#39; 
			Qty: 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5050 LED Tape Light (Red)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dimensions: 16.4&#39; 
			Qty: 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GoPro Hero 6 Black</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Qty: 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tripod</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dimensions: 57&#34; 
			Qty: 1</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

applying the ratwalker system for gait analysis in a genetic rat model of parkinson's disease

Parkinsons sygdom (PD) er en progressiv neurodegenerativ lidelse forårsaget af tab af dopaminerge (DA) neuroner i substantia nigra pars compacta. Gangabnormiteter, herunder nedsat armsving, langsommere ganghastighed og kortere trin er almindelige hos PD-patienter og forekommer tidligt i sygdomsforløbet. Således vil kvantificeringen af motoriske mønstre i dyremodeller af PD være vigtig for fænotypisk karakterisering under sygdomsforløb og ved terapeutisk behandling. De fleste tilfælde af PD er idiopatiske; Identifikationen af arvelige former for PD afslørede imidlertid genmutationer og varianter, såsom funktionstabsmutationer i Pink1 og Parkin, to proteiner involveret i mitokondriel kvalitetskontrol, der kunne udnyttes til at skabe dyremodeller. Mens mus er resistente over for neurodegeneration ved tab af Pink1 og Parkin (enkelt og kombineret deletion), fører Pink1, men ikke Parkin-mangel, hos rotter til nigral DA-neurontab og motorisk svækkelse. Her rapporterer vi nytten af FTIR-billeddannelse til at afdække gangændringer hos frit gående unge (2 måneder) hanrotter med kombineret tab af Pink1 og Parkin forud for udviklingen af grov visuelt tilsyneladende motorisk abnormitet, da disse rotter ældes (observeret ved 4-6 måneder), karakteriseret ved bagbenstræk som tidligere rapporteret hos Pink1 knockout (KO) rotter.

Vedligeholdelse af rottekoloni Generering og karakterisering af Pink1 og Parkin single KO rotter er blevet beskrevet tidligere22. Pink1 og Parkin single KO rotter blev hentet fra SAGE Labs (og nu tilgængelig fra Envigo). DKO rotter blev genereret ved at krydse Pink1-/- rotter med Parkin-/- rotter for at opnå Pink1+/-/Parkin+/- rotter, som blev blandet for at opnå Pink1-/-/Parkin-/- rotter...

Watch this Scientific Journal Video about Applying the RatWalker System for Gait Analysis in a Genetic Rat Model of Parkinson's Disease at JoVE.com

Applying the RatWalker System for Gait Analysis in a Genetic Rat Model of Parkinson's Disease

Her beskriver vi RatWalker-systemet, bygget ved at redesigne MouseWalker-apparatet for at imødekomme den øgede størrelse og vægt af rotter. Dette system bruger frustreret total intern refleksion (FTIR), højhastighedsvideooptagelse og analysesoftware med åben adgang til at spore og kvantificere gangparametre.

Anvendelse af RatWalker-systemet til ganganalyse i en genetisk rottemodel af Parkinsons sygdom

Parkinson's disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder caused by the loss of dopaminergic (DA) neurons in the substantia nigra pars ...

Denne metode gør det muligt reproducerbart at kvantificere forskelle i gangparametre. Gangparametrene kan vurderes hos frit gående gnavere, og teknikken er ikke afhængig af invasive trin som at dyppe fødderne med blæk. Demonstration af proceduren vil være Ben Lamberty.Begynd med at placere et hjemmebur for enden af gangbroen før starten af hvert løb for at tjene som et positivt signal til rotten om at krydse gangbroen. Sluk for rumlysene. Tænd kameraet, og begynd at optage flere sekunder, før rotten placeres på platformen.Når anlægget er installeret, skal du placere rotten for enden af gangbroen, modsat hjemmeburet, og lade den gå over gangbroen på en utvungen måde. Stop optagelsen, når dyret når gangbroens endestation. Rengør gangbroen med 70% ethanol og et ikke-slibende håndklæde mellem løbeture, og efter at et dyr urinerer eller defecaterer.Lad derefter ethanol fordampe, før du introducerer et andet dyr. Kør rotterne gennem gangbroen i alt syv gange i løbet af hver observationsperiode, idet de første tre kørsler, der scorer, passerer til analyse. Score et løb som passerende, hvis dyret tager fire eller flere på hinanden følgende skridt i retning af hjemmeburet uden afbrydelse på grund af pleje, pause eller vildfarne bevægelser.Ganganalyse blev udført på han-vildtype- og Parkin DKO-rotter ved to måneders alderen for at afgøre, om brugen af kinematisk ganganalyse kunne afdække subtile motoriske svækkelser forud for fremkomsten af grovmotoriske problemer. På trods af DKO-rotternes øgede vægt var fodtrykket på gangfladen uændret. Ved vurdering af flere gangparametre som funktion af ganghastighed viste ganghastigheden og skridtlængderne sig at være ens mellem vildtype- og DKO-rotter.Variationen mellem vildtype- og DKO-rotter blev tydelig i holdningsfase og svingvarighed ved langsommere ganghastigheder. Den brøkdel af trincyklussen, hvor benet er i holdningsfasen, var arbejdsfaktoren. Der blev brugt mere tid i svingfasen end i holdningsfasen, da vagtfaktoren faldt.Desuden, mens svinghastigheden steg med øget hastighed hos vildtypedyr, blev sammenhængen svækket hos DKO-rotter. FTIR-ganganalysen blev også brugt til at skabe plots af stancefasespor af hvert ben i forhold til kroppen hos frit gående rotter. Ved sammenligning af potepositioneringen blev der observeret signifikante ændringer i AEP og PEP.Flere yderligere parametre blev signifikant ændret i DKO-rotterne sammenlignet med vildtype. Svinghastigheden for både venstre og højre bagben blev øget hos DKO-rotter, mens svingvarigheden for både venstre og højre bagben blev reduceret. Konsekvent opsætning af udstyr, herunder kameraposition i forhold til RatWalker, er vigtig for en vellykket implementering af denne protokol.Efter at have udført denne protokol er dyr tilgængelige for yderligere adfærd eller eksperimentelle endepunkter, der er nødvendige. For eksempel kan gangændringer korreleres med histologiske ændringer. Denne teknik kan bruges til at vurdere gang i andre ikke-PD gnavermodeller, såsom modeller af angst og depression.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Visualization and Genetic Manipulation of Dendrites and Spines in the Mouse Cerebral Cortex and Hippocampus using In utero Electroporation

Visualization and Genetic Manipulation of Dendrites and Spines in the Mouse Cerebral Cortex and Hippocampus using In utero Electroporation

Visualisering og genetisk manipulering af dendritter og udløberne i mus cerebrale cortex og hippocampus under anvendelse<em&gt; I utero</em&gt; Elektroporation

In utero electroporation (IUE) has become a powerful technique to study the development of different regions of the embryonic nervous system 1-5. To date ...

Immunohistochemical Analysis in the Rat Central Nervous System and Peripheral Lymph Node Tissue Sections

Immunohistokemisk analyse i Rat centralnervesystemet og det perifere lymfeknude Vævssnit

Immunohistochemistry (IHC) provides highly specific, reliable and attractive protein visualization. Correct performance and interpretation of an IHC-based ...

Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson's Disease Model of Drosophila

Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson's Disease Model of Drosophila

Metoder til karakterisering Spontan og overraske-induceret Locomotion i en Rotenon-induceret Parkinsons sygdom Model<em&gt; Drosophila</em

Parkinson&#8217;s disease is a neurodegenerative disorder that results from the degeneration of dopaminergic neurons in the central nervous system, ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

3D Kinematic Analyse for funktionel evaluering i rottemodel af iskiasnerven crush skade

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

Semi-Quantitative Determination of Dopaminergic Neuron Density in the Substantia Nigra of Rodent Models using Automated Image Analysis

Semi-kvantitativ bestemmelse af dopaminergisk neurontæthed i Substantia Nigra af gnavermodeller ved hjælp af automatiseret billedanalyse

Estimation of the number of dopaminergic neurons in the substantia nigra is a key method in pre-clinical Parkinson's disease research. Currently, unbiased ...

A Rat Model of EcoHIV Brain Infection

En rottemodel af EcoHIV-hjerneinfektion

It has been well studied that the EcoHIV infected mouse model is of significant utility in investigating HIV associated neurological complications. ...

Motor Dual-Tasks for Gait Analysis and Evaluation in Post-Stroke Patients

Motoriske dobbeltopgaver til ganganalyse og evaluering hos patienter efter slagtilfælde

Eighteen stroke patients were recruited for this study involving the evaluation of cognition and walking ability and multitask gait analysis. Multitask ...

The 6-hydroxydopamine Rat Model of Parkinson's Disease

Den 6-hydroxydopamin rotte model af Parkinsons sygdom

Motor symptoms of Parkinson's disease (PD)-bradykinesia, akinesia, and tremor at rest-are consequences of the neurodegeneration of dopaminergic neurons in ...

Induction and Assessment of Levodopa-induced Dyskinesias in a Rat Model of Parkinson's Disease

Induktion og vurdering af Levodopa-induceret dyskinesier i en rottemodel af Parkinsons sygdom

Levodopa (L-DOPA) remains the gold-standard therapy used to treat Parkinson&#39;s disease (PD) motor symptoms. However, unwanted involuntary movements ...